Tue10262021

Last update12:17:51 AM GMT

Nước ngọt nhiễm mặn đe dọa sức khỏe hệ sinh thái và an ninh nước của con người

Nước chạm đến hầu hết mọi khía cạnh của xã hội loài người, và tất cả sự sống trên trái đất đều cần đến nó. Tuy nhiên, nước ngọt, sạch đang ngày càng trở nên khan hiếm - cứ 8 người trên hành tinh thì có một người không được sử dụng nước sạch. Các tác nhân gây ô nhiễm mặn nước ngọt như chất khử băng trên đường và bãi đậu xe, chất làm mềm nước, nước thải và nước thải công nghiệp càng đe dọa sức khỏe hệ sinh thái nước ngọt và an ninh nguồn nước của con người.

20

Stanley Grant, giáo sư của kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Kỹ thuật Công nghệ Virginia: "Nếu chúng ta không sớm tìm ra cách để đảo ngược xu hướng ô nhiễm muối này, nó có thể trở thành một trong những thách thức môi trường hàng đầu của quốc gia chúng ta". Grant và các cộng sự của ông gần đây đã công bố kết quả nghiên cứu của họ trên tạp chí Nature S Bền vững.

Trong một nghiên cứu mô hình gần đây, người ta dự đoán rằng ô nhiễm muối sẽ tăng hơn 50% ở hơn một nửa số suối ở Hoa Kỳ vào năm 2100. Ô nhiễm mặn nước ngọt có liên quan đến sự suy giảm đa dạng sinh học, môi trường sống nước ngọt quan trọng và thiếu nước uống an toàn.

"Chúng tôi nhận thấy có rất nhiều cơ hội tồn tại để giảm sự đóng góp của ô nhiễm muối trong nước thải đã qua xử lý cao thải vào Hồ chứa Occoquan và ô nhiễm nước ngọt nói chung", Peter Vikesland, giáo sư Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường và thành viên khoa trực thuộc cho biết. trong Trung tâm Thay đổi Toàn cầu, nằm trong Viện Khoa học Đời sống Fralin tại Virginia Tech. "Những nỗ lực này sẽ đòi hỏi sự tham gia có chủ ý với một cộng đồng đa dạng gồm các bên liên quan đầu nguồn và xem xét cẩn thận bối cảnh chính trị, xã hội và môi trường của địa phương."

Từ dữ liệu chuỗi thời gian được thu thập trong 25 năm, các nhà nghiên cứu đã định lượng sự đóng góp của ba nguồn độ mặn - nước thải được xử lý cao và dòng chảy ra từ hai lưu vực đô thị hóa nhanh chóng ở Bắc Virginia - đến nồng độ natri gia tăng, một ion chính liên quan đến ô nhiễm nước ngọt .

Các occoquan Reservoir, một hồ chứa nước uống trong khu vực quan trọng trong Đại Tây Dương giữa Hoa Kỳ, nằm khoảng 19 dặm về phía tây nam của Washington, DC, ở Bắc Virginia, và là một trong hai nguồn chính cung cấp nước cho gần 2 triệu người ở Quận Fairfax, Virginia, và các cộng đồng xung quanh. Trên cơ sở hàng năm, khoảng 95% lượng nước chảy vào hồ chứa là từ các nhánh sông Occoquan và Bull Run.

Grant cho biết: "Nghiên cứu này minh chứng cho sức mạnh của việc kết hợp dữ liệu lịch sử và các công cụ tính toán mới; nó nhấn mạnh giá trị đáng kinh ngạc của việc giám sát lâu dài". Nghiên cứu Bờ biển tại Virginia Tech. "Đó là bằng chứng cho tầm nhìn của Virginia Tech và Phòng thí nghiệm Giám sát lưu vực Occoquan và sự hợp tác của họ với các bên liên quan trong lưu vực, bao gồm Fairfax Water và Cơ quan Dịch vụ Thượng Occoquan, trong hai thập kỷ qua". Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ô nhiễm muối gia tăng trong hồ chứa chủ yếu là do dòng chảy đầu nguồn khi thời tiết ẩm ướt và nước thải được xử lý cao trong thời tiết khô hạn.

Trong tất cả các khoảng thời gian được đánh giá, nồng độ natri trong nước thải được xử lý cao hơn trong dòng chảy ra từ hai đầu nguồn. Natri trong nước thải đã qua xử lý bắt nguồn từ các hóa chất được thêm vào trong quá trình xử lý nước thải, xả thải công nghiệp và thương mại, bài tiết của con người và thải ra nước thải từ nước uống và các sản phẩm gia dụng giàu natri.

Các nhà nghiên cứu hình dung ra ít nhất bốn cách để giảm nhiễm mặn: hạn chế các nguồn natri đầu nguồn xâm nhập vào nguồn nước (chẳng hạn như từ việc sử dụng deicer), thực thi các yêu cầu xử lý trước nghiêm ngặt hơn đối với các nhà xả thải công nghiệp và thương mại, chuyển sang mức thấp nước natri và các phương pháp xử lý nước thải, đồng thời khuyến khích các hộ gia đình áp dụng các sản phẩm có hàm lượng natri thấp.

Vikesland cho biết: "Người dân có thể bắt đầu ngày hôm nay hoặc ngày mai bằng cách suy nghĩ chín chắn hơn về những gì họ đặt xuống cống và điều đó gây hại cho môi trường như thế nào, và đến lượt nó, nguồn cung cấp nước uống của chính họ.

Nghiên cứu này phù hợp với tầm nhìn Một nguồn nước được nhiều ngành tài nguyên nước sử dụng trên phạm vi quốc gia và toàn cầu, và nó thúc đẩy quá trình ra quyết định mạnh mẽ do các bên liên quan định hướng theo các mục tiêu có vẻ mâu thuẫn.

Nghiên cứu này là một phần của sự hợp tác giữa Virginia Tech, Đại học Maryland, Đại học Vanderbilt và Đại học Bang North Carolina. Nó được tài trợ bởi khoản tài trợ hàng triệu đô la gần đây mà Grant và các cộng tác viên của anh ấy nhận được từ Quỹ Khoa học Quốc gia nhằm giải quyết ô nhiễm nước mặn và là một phần của chương trình Nghiên cứu Hội tụ Ngày càng tăng (GCR) của Quỹ Khoa học Quốc gia, nhằm mục đích xúc tác các giải pháp cho xã hội lớn thách thức bằng cách kết hợp các ý tưởng, phương pháp tiếp cận và công nghệ từ các lĩnh vực kiến thức đa dạng để kích thích sự đổi mới và khám phá. Kinh nghiệm thu được và các bài học rút ra từ nghiên cứu này sẽ được nâng cấp trên phạm vi quốc gia và toàn cầu với sự hợp tác của Quỹ Nghiên cứu Nước.

William Hopkins, giáo sư tại Đại học Tài nguyên và Môi trường, giám đốc Trung tâm Thay đổi Toàn cầu và là phó giám đốc điều hành cho biết: "Nỗ lực hợp tác của nhóm có tính liên ngành cao này minh chứng cho loại hình khoa học chuyển đổi mô hình mà chúng tôi đang tìm cách xúc tác và thúc đẩy. của Viện Khoa học Đời sống Fralin. "Ô nhiễm mặn nước ngọt đã trở thành trọng tâm chính của các nhà nghiên cứu đa dạng tại Virginia Tech vì vấn đề này quá lan rộng, ngày càng trở nên tồi tệ hơn và ảnh hưởng đến cả môi trường và xã hội. May mắn thay, nghiên cứu của nhóm đã nâng cao hiểu biết của chúng tôi về các nguồn ô nhiễm muối quan trọng để làm bằng chứng Các biện pháp can thiệp dựa trên cơ sở có thể được xác định và thực hiện. Nghiên cứu có ý nghĩa sâu rộng trên toàn cầu khi chúng tôi cố gắng giải quyết vấn đề môi trường phức tạp này. "

Nghiên cứu này phản ánh cách tiếp cận hội tụ thú vị mà dự án do NSF tài trợ đang thực hiện.

"Mặc dù các phát hiện lý sinh là trung tâm ở đây, nhưng nó thừa nhận bối cảnh chính trị xã hội phức tạp trong đó thông tin đó sẽ được áp dụng và báo trước các phương pháp tiếp cận hợp tác, đa bên để giải quyết vấn đề ô nhiễm muối ngọt mà chúng tôi hiện đang phát triển, "Todd Schenk, trợ lý giáo sư Trường Công và Quốc tế thuộc Trường Cao đẳng Kiến trúc và Nghiên cứu Đô thị và là giảng viên trực thuộc của Trung tâm Thay đổi Toàn cầu và Trung tâm Nghiên cứu Duyên hải cho biết.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210421124541.htm


Newer news items:
Older news items: